9.3 Absorption des rayons X
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9.3.2 Variation du coefficient d’absorption
Le coefficient d’absorption massique est fonction du numéro atomique de l’élément
et de la longueur d’onde.
a) Variation avec la longueur d’onde
La courbe de variation de m avec la longueur d’onde présente des discontinuités
qui s’interprètent par l’effet photoélectrique, c’est-à-dire l’absorption du photon par
l’atome avec expulsion d’un électron. Il y a émission d’un rayonnement secondaire
dit de « fluorescence » et éventuellement d’électrons Auger et secondaires.
Pour qu’une couche soit ionisée, il faut que l’énergie h · n du photon primaire soit
supérieure à l’énergie de liaison de l’électron. Une couche donnée, par exemple la
couche K, ne sera ionisée que par des radiations de fréquence n supérieure à n K telle
que h · n K = W K = h · c/l K. La longueur d’onde doit être inférieure à :
l K
Å
=
h · c
W K
=
h · c
e · V K
=
12 394
V K (volt)
Dès que l est inférieur à l K , la couche K est ionisée et l’absorption par cette
couche est maximum, elle décroît ensuite avec l. Le même phénomène se produit
avec les couches L mais l’amplitude relative des discontinuités est plus faible.
Figure 9.6 Variation du coefficient m pour un écran de tungstène.
Dans les domaines séparant les zones de discontinuité, le coefficient d’absorption
d’un corps simple varie sensiblement comme C · Z
3
· l
3 (Loi de Bragg-Pierce).
b) Variation avec la nature de l’élément
L’absorption croît avec le numéro atomique de l’élément. Les éléments légers sont
peu absorbants alors que les éléments lourds le sont beaucoup. L’accroissement de m
avec Z n’est pas continu et présente des discontinuités qui ont la même origine que
les précédentes.